深入剖析JTAG接口,從定義到單片機(jī)功能應(yīng)用全面解析
眾多高級器件,包括ARM、DSP和FPGA等,均支持JTAG協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口由四條核心線路構(gòu)成:TMS(測試模式選擇)、TCK(測試時鐘)、TDI(測試數(shù)據(jù)輸入)和TDO(測試數(shù)據(jù)輸出),這四條線路各司其職,分別負(fù)責(zé)控制測試模式、同步時鐘信號、數(shù)據(jù)傳輸以及接收測試結(jié)果等關(guān)鍵功能。
JTAG接口的物理連接方式多樣,常見的有14針和20針接口,這些接口在硬件層面包括電源、地線、復(fù)位信號以及數(shù)據(jù)輸入輸出引腳等基本元素,還包含一些用于特定功能的引腳,如測試時鐘返回信號和目標(biāo)系統(tǒng)復(fù)位信號等。
在軟件調(diào)試和程序燒寫方面,JTAG同樣扮演著舉足輕重的角色,通過JTAG接口,我們能夠輕松燒寫FLASH存儲器,并利用jatg.exe、fluted flashpgm等多樣化的燒寫軟件進(jìn)行操作,JTAG接口也支持程序的調(diào)試,如ARM開發(fā)組件中的AXD,為了簡化這些操作,市場上涌現(xiàn)了眾多仿真器,如Wigger、EasyJTAG、Multi-ICE等,它們的內(nèi)部電路設(shè)計均將并行端口轉(zhuǎn)換為JTAG接口。
JTAG的核心功能在于測試集成電路中的輔助區(qū)塊,為嵌入式系統(tǒng)提供便捷的調(diào)試手段,在利用電路內(nèi)模擬器進(jìn)行調(diào)試時,JTAG作為信號傳輸?shù)臉蛄?,使得程序員能夠讀取CPU上的調(diào)試模塊,進(jìn)而調(diào)試嵌入式系統(tǒng)中的軟件。
JTAG的工作原理是通過PC端的控制軟件與JTAG接口相連,使用JTAG電纜將PC的打印端口或USB、網(wǎng)絡(luò)接口等與芯片連接,在芯片內(nèi)部,JTAG通過TAP控制器(一種狀態(tài)機(jī))來執(zhí)行測試任務(wù),通過改變TMS(測試模式控制信號)的值,TAP控制器的狀態(tài)隨之變化,從而實現(xiàn)多種測試功能。
還有一種采用10針設(shè)計的JTAG接口,盡管在某些情況下進(jìn)行了簡化,但其核心功能,包括TMS(測試模式選擇)、TCK(測試時鐘)、TDI(測試數(shù)據(jù)輸入)和TDO(測試數(shù)據(jù)輸出)依然保留,這種設(shè)計可能省略了一些額外的功能引腳,但對于理解和操作JTAG調(diào)試來說,這些接口的定義至關(guān)重要,它們是確保不同設(shè)備間兼容性和測試準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。